Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tõ tr•êng H (Oe)

Tõ tr•êng H (Oe)

Tải bản đầy đủ - 0trang

6

x

=



do kích thước hạt tăng, sự kết đám của các hạt và sự xuất hiện của pha thứ cấp

0

,

Bi2Fe4O9 đã làm giảm MS của vật liệu. Giả thiết của chúng tơi có sự tương tự

0

6

với nghiên cứu trước đây đã chỉ ra kích thước hạt giảm làm cho từ độ của vật

5

liệu tăng [29]. Trong tất cả các mẫu nghiên cứu thì mẫu BiFe0,945Mn0,055O3 có

x

giá trị từ độ bão hòa lớn nhất với từ độ bão hòa MS = 1,484 emu/g, từ dư Mr =

=

0,2166 emu/g, lực kháng từ HC = 65,846 Oe. Các đặc trưng của đường cong từ

0

,

Bảng 3.2. Giá tri từ độ dư Mr, từ độ bão hòa MS và lực kháng từ của hệ 0

7

mẫu BiFe1-xMnxO3 khảo sát ở nhiệt độ phòng



trễ của mẫu BiFe1-xMnxO3 được thống kê trên bảng 3.2.



Tỉ lệ pha tạp (x)



Mr (emu/g)



MS (emu/g)



HC (Oe)



0,00



0,001414



0,106167



0,063719



0,05



0,078117



0,818889



61,296



0,055



0,216601



1,484



65,846



0,06



0,120110



0,983375



103,780



0,065



0,043419



0,622529



57,453



0,07



0,078955



0,751050



93,967



Kết quả nghiên cứu của chúng tôi khá phù hợp với nghiên cứu [8], [22],

[28], [47], đó là từ độ bão hòa của hệ mẫu BFO tăng khi pha tạp. Tuy nhiên, tỉ

lệ pha tạp cho giá trị từ độ bão hòa lớn nhất khơng hồn tồn thống nhất với kết

quả của các tác giả khác. Ví dụ, kết quả nghiên cứu [28] cho thấy từ độ bão hòa

có giá trị lớn nhất là 0,35 emu/g với tỉ lệ pha tạp x = 0,15. Trong nghiên cứu

[22], từ độ của mẫu có tỉ lệ pha tạp x = 0,05 có giá trị lớn nhất là 0,02 emu/g tại

H = 8 kOe nhưng vẫn chưa đạt tới giá trị từ độ bão hòa. Trong nghiên cứu

[47], từ độ bão hòa có giá trị lớn nhất 0,35 emu/g với tỉ lệ pha tạp x = 0,3.

Trong nghiên cứu [8] tác giả Vũ Thị Tuyết nhận thấy từ độ bão hòa có giá trị

lớn nhất là 6,23 emu/g với tỉ lệ pha tạp x = 0,06. Giá trị từ độ bão hòa trong

nghiên cứu này rất lớn so với nghiên cứu của chúng tơi và các nghiên cứu

khác. Điều này có thể là do ở các mẫu trong nghiên cứu [8] còn tôn tại các

pha sắt từ như Fe2O3, Fe3O4 với tỉ



lệ nhỏ mà khó xác định được, hoặc do một nguyên nhân nào đó và cần có các

nghiên cứu tiếp theo để làm ro.

Để quan sát ro hơn ảnh hưởng của tỉ lệ pha tạp lên tính chất từ của hệ vật

liệu BFO pha tạp Mn, chúng tôi đã biểu diễn sự phụ thuộc của từ độ bão hòa

vào tỉ lệ pha tạp x trên hình 3.16.

1.6



.



1.4

1.2

1.0



MS

(emu/g)



.



0.8

0.6

0.4

0.2



.

.

.



.



0.0

-0.01 0.00



0.01



0.02



0.03



0.04



0.05



0.06



0.07



0.08



Tỉ lệ pha tạp x



Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của từ độ bão hòa MS vào ti lệ pha

tạp (x = 0,00; 0,05; 0,055; 0,06; 0,065; 0,07)

Nguyên nhân dẫn tới sự thay đơi tính chất từ của các mẫu BiFe1-xMnxO3 là

do sự thay thế các ion Fe3+ bởi Mn2+ làm triệt tiêu spin xoắn, hình thành cấu

trúc spin đờng nhất hơn [7]. Nhờ đó, khả năng từ hóa tiềm ẩn trong cấu trúc

spin xoắn ban đầu sẽ được giải phóng, làm cho các giá trị từ độ dư tăng lên

đáng kể. Một nguyên nhân khác có thể kể tới là do sự tồn tại đồng thời hỗn

hợp ion Fe2+ và Fe3+ trong thành phần của mẫu. Nó được coi là nguyên nhân

gây ra trật tự sắt từ trong vật liệu BFO do tương tác trao đổi giữa các ion

Fe2+ và Fe3+ thông qua anion ôxy [7]. Khi tỉ lệ pha tạp tăng lên, cấu trúc mạng

tinh thể chuyển pha, làm



thay đởi tỉ lệ ion Fe2+ và Fe3+ trong mẫu. Có thể lượng ion Fe2+ đã tăng lên, dẫn

tới sự tăng tương ứng của pha sắt từ.

Căn cứ vào giản đô nhiễu xạ tia X, kết quả đo SEM, chu trình từ trễ của

các mẫu, có thể lý giải được từ độ bão hòa của mẫu có thể bị ảnh hưởng bởi:

độ sạch pha của mẫu, kiểu cấu trúc tinh thể, kích thước và sự đơng đều của

các hạt.

Kết luận chương 3

Từ những kết quả thu được, chúng tôi rút ra những kết luận:

1. Khi pha tạp Mn vào mạng chủ BiFeO3 với tỉ lệ khác nhau thì cấu trúc

tinh thể thay đơi. Với các mẫu có tỉ lệ pha tạp x = 0,00; 0,055; 0,06; 0,065 các

pha thứ cấp đã được loại bỏ gần như hoàn toàn.

2. Tiến hành đo SEM kết quả cho thấy, ở tất cả các mẫu, các hạt khơng

đờng nhất về hình dạng và kích thước. Ở mẫu khơng pha tạp Mn hình thành

các đám hạt nhưng vẫn có thể phân biệt được các hạt và kích thước hạt thay

đơi đáng kể. Ở các mẫu pha tạp Mn cũng hình thành các đám hạt nhưng sự kết

đám khơng ro ràng và kích thước hạt đều hơn so với mẫu không pha tạp.

3. Chúng tôi nhận thấy khi pha tạp Mn (thay thế một phần Fe3+ bởi Mn),

thì tính chất từ của hệ mẫu BiFe1-xMnxO3 thay đơi. Các giá trị đặc trưng như từ

độ bão hòa MS, từ dư Mr và lực kháng từ HC đều tăng so với mẫu khơng pha

tạp. Trong đó, mẫu BiFe0,945Mn0,055O3 có giá trị từ độ bão hòa lớn nhất với từ

độ bão hòa MS = 1,484 emu/g, từ dư Mr = 0,2166 emu/g, lực kháng từ HC =

65,846 Oe.



KẾT LUẬN

Trong luận văn này, chúng tôi đã thu được một số kết quả như sau:

1. Nghiên cứu và áp dụng thành công quy trình chế tạo mẫu bột BiFeO3

bằng phương pháp sol – gel sử dụng acid nitric và acid citric.

2. Chế tạo thành công mẫu bột BiFe1-xMnxO3 với các tỉ lệ pha tạp Mn x =

0,00; 0,05, 0,055; 0,06; 0,065; 0,07.

3. Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay thế một phần Fe3+ bởi Mn2+ lên cấu

trúc tinh thể của mẫu BFO. Kết quả:

- Cấu trúc tinh thể của các mẫu pha tạp thay đôi so với mẫu không pha tạp.

Các mẫu có độ đơn pha rất cao.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của tạp Mn lên tính chất từ của mẫu BFO. Kết

quả cho thấy từ độ của các mẫu phụ thuộc mạnh vào tỉ lệ tạp. Mẫu khơng pha

tạp có từ độ rất thấp. Trong các mẫu pha tạp mẫu BiFe0,945Mn0,055O3 có từ độ

bão hòa lớn nhất.

Kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo:

1. Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay thế Mn lên tính chất điện, hoạt tính

quang xúc tác của vật liệu BFO.

2. Nghiên cứu chế tạo mẫu BiFe1- xMnxO3 bằng phương pháp sol-gel sử

dụng các chất nền khácnhau và so sánh các đặc trưng về cấu trúc, tính chất của

các mẫu để xác định quy trình tối ưu nhất.

3. Chế tạo và nghiên cứu tính chất của vật liệu BFO pha tạp các kim loại

chuyển tiếp khác trong nhóm 3d như Cr, Co, Ni,… Chế tạo và nghiên cứu tính

chất của mẫu BFO đờng pha tạp các ngun tố đất hiếm và kim loại chuyển

tiếp nhóm 3d.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tõ tr•êng H (Oe)

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×